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Mechanisms of upstream migration of knickpoints and rapid riverbed degradation

断点上游迁移与河床快速退化机制

基本信息

批准号：
22H01602
负责人：
井上卓也
金额：
$ 11.23万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

近年，度重なる豪雨により，砂礫層の下にある基盤岩層が露出する河川が増加している．脆弱な岩盤が露出した河川では，遷急点またはニックポイントと呼ばれる滝の上流移動により，河床が急激に低下する事例が報告されている．これまでニックポイントは，滝壺の拡大によってオーバーハング部が崩落することで上流へ移動すると考えられてきた．しかし，最新の研究によって，滝壺は砂礫の堆積によって保護されるため一定以上大きくならず，従来の説ではニックポイントの大規模移動を説明できないことが明らかになった．本研究は，ニックポイントの上流側に新しい滝壺が自己形成され，連続的に更新されることにより大規模な上流移動を引き起こすという新たな仮説のもと，その発生条件と物理機構の解明を試みる．岩盤上の周期ステップ地形は，流れが射流の時に形成されるため，ステップ形成を伴う滝の移動についても，上流の接近する流れが射流の場合を対象に検討されてきた．そこで，研究1年目は，滝の上流側水路の勾配を変化させ，等流状態では常流になるような緩勾配の場合，ステップを伴う滝の更新型移動が発生しないかを水理実験により調査した．実験の結果，本来常流になるような緩勾配においても，流れが滝に接近するにつれて，常流から射流へ遷移することが確認された．これは，滝のリップにおいて流れが河床と剥離し，圧力が低下することにより，滝の上流側の流れも加速されるためである．加えて，滝の上流側水路が緩勾配でも，滝近傍において流れが部分的に射流になるため，ステップを伴う更新型移動が発生することが確認された．このことは，滝の更新型移動が，急勾配河川だけでなく比較的緩い勾配の河川でも発生する可能性を示している．

In recent years, heavy rains have occurred, and the gravel layer has been exposed, and the base rock layer has been exposed, and the rivers have increased. The fragile rock plate is exposed, the river is exposed, and the urgent point is moved. The upstream movement of the river is easy, and the river bed is steep and low, and the river bed is low and the case is reported.これまでニックポイントは, 滝屋の拡大によってオーバーハング部がCollapseすることで上上へMove すると考えられてきた．しかし, the latest のresearch によって, 滝火は aggregation of gravel のによって protection されるため a certain amount of large きくならず,従来の说ではニックポイントのlarge-scale movementをできないことが明らかになった. In this study, the upstream side of the ニックポイントのに新しい滝杌が itself formed され, and even the にれることによりLarge-scale upstream movement, the introduction of the new information, the explanation of the physical mechanism, and the explanation of the physical mechanism. The periodic topography of the rock plate is formed by the time of the flow and the jet, and the formation of the water by the jet.う滝のmovable についても, upper stream の approaching する流れががeject の occasion を対 resemble に検検曰されてきた.そこで, Research 1-year purpose は, 滝のUpstream side waterway のmatching を変化させ, equal flow state では constant flow になるようなIn the case of slow coordination, ステップを accompanied by う滝のnewer mobile が発生しないかを水理実験によりinvestigationした． The result of 実験の, originally often flowed になるような slowly hooked up においても, flowed れが滝にClose to するにつれて, constant flow から jet へmigration することがconfirm された.これは,滝のリップにおいて流れがriver bedとpeelingし, low pressureすることにより, 滝のUPstream side の流れもAccelerate されるためである. Add えて, taki no upstream side waterway が slowly connect でも, taki close to において flow れが part of the に shot流になるため, ステップを accompanied by an updated mobile が発生することがconfirmedされた．このことは, 滝のUpdate mobile が, urgent hook up with the river だけでなく, relatively slow い hook up の河川でも発生する possibility をshow している．